高中物理专题汇编物理闭合电路的欧姆定律(一).docx

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1、最新高中物理专题汇编物理闭合电路的欧姆定律(一)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。随着冬季气候的变化，12月6号起，阳泉开始实行机动车单双号限行。我市的公交和出租车，已基本实现全电动覆盖。既节约了能源，又保护了环境。电机驱动的原理，可以定性简化成如图所示的电路。在水平地面上有B5T的垂直于平面向里的磁场，电阻为1Ω的导体棒ab垂直放在宽度为0.2m的导体框上。电源E是用很多工作电压为4V的18650锂电池串联而成的，不计电源内阻及导体框电阻。接通电源后ab恰可做匀速直线运动，若ab需要克服400

2、N的阻力做匀速运动，问：（1）按如图所示电路，ab会向左还是向右匀速运动？（2）电源E相当于要用多少节锂电池串联？【答案】（1）向右；（2）100节【解析】【分析】【详解】(1)电流方向由a到b，由左手定则可知导体棒ab受到向右的安培力，所以其向右匀速运动。(2)ab做匀速运动，安培力与阻力相等，即BILF阻400N解得I400A则UIR400V电源E相当于要用锂电池串联节数U400n100节E42．如图所示，金属导轨平面动摩擦因数μ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E＝4.5V，内阻r＝0.5Ω的直流电源。现把一质量m＝0.1kg的导体

3、棒ab放在导轨上，导体棒与导轨接触的两点间距离L＝2m，电阻R＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T，方向竖直向上的匀强磁场。己知sin37＝°0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2（不考虑电磁感应影响），求：(1)通过导体棒中电流大小和导体棒所受安培力大小；(2)导体棒加速度大小和方向。【答案】(1)1.5A，1.5N；(2)2.6m/s2，方向沿导轨平面向上【解析】【详解】(1)由闭合电路欧姆定律可得EI1.5ARr根据安培力公式可得导体棒所受安培力大小为FBIL1.5N(2)对导体棒受力分析，根据牛

4、顿第二定律有BILcosθmgsinθfmafFNmgcosθBILsinθ联立可得a2.6m/s2方向沿导轨平面向上3．如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连．整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B．一质量为m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上．已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻．（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R为多

5、大？（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少？（3）ab达到稳定速度后，将开关K突然接到3，试通过推导，说明ab作何种性质的运动？求ab再下落距离s时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）EBLB4L4sm2gR02（3）匀加速直线运动mgsCB2L2【答案】（1）r（2）2L2mgmgR0B2L2mcB【解析】【详解】（1）金属棒ab在磁场中恰好保持静止，由BIL=mgEIrR得REBLrmg（2）由mgB2L2vR0得mgR0vB2L2由动量定理

6、，得mgtBILtBLsmv其中qItR0得tB4L4sm2gR02mgR0B2L2qCUCBLvCBLv（3）K接3后的充电电流IttCBLattmg-BIL=ma得amg=常数mCB2L2所以ab棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的．v22-v2=2as根据能量转化与守恒得Emgs(1mv221mv2)22mgsCB2L2解得：EmcB2L2【点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力情况，确定其运动情况．4．一电瓶车的电源电动势E＝48V，内阻不计，其电动机线圈电阻R＝3Ω，当它以v＝4m/s的速度在

7、水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f＝48N。除电动机线圈生热外，不计其他能量损失，求：(1)该电动机的输出功率；(2)电动机消耗的总功率。【答案】(1)192W，(2)384W。【解析】【详解】(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：Ff48N电动机的输出功率为：P出Fv484W192W；(2)由能量守恒定律得：EIP出I2R代入数据解得：I8A所以电动机消耗的总功率为：P总EI488W384W。5．如图所示的电路中，电源的电动势E12V，内阻未知，R18，R21.5，L为规格“3V，3W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光．（不考虑温度对灯泡电阻的影响）试求：（1

8、）灯泡的额定电流和和灯丝